Прибор для проверки фаза ноль. Замер сопротивления цепи «фаза-нуль. Знания, необходимые для заказчика измерений

Современный человек привык к тому, что электричество постоянно служит для удовлетворения его запросов и выполняет большую, полезную работу. Довольно часто сборку электрических схем, подключение электроприборов, электромонтаж внутри частного дома выполняют не только обученные электрики, но и домашние мастера или нанятые гастарбайтеры.

Однако, всем известно, что электричество опасно, может травмировать и поэтому требует качества выполнения всех технологических операций для надежного прохождения токов в рабочей схеме и обеспечения их высокой изоляции от окружающей среды.

Сразу же возникает вопрос: как проверить эту надежность после того, как работа вроде бы выполнена, а внутренний голос терзают сомнения по вопросу ее качества?

Ответ на него позволяет дать метод электрических измерений и анализа, основанный на создании повышенной нагрузки, который на языке электриков называют измерением сопротивления петли фаза-ноль.

Принцип формирования цепочки для проверки схемы

Кратко представим себе путь, который проходит электроэнергия от источника — питающей трансформаторной подстанции до розетки в квартире типового многоэтажного дома.

Обратим внимание, что в старых зданиях, оборудованных по , еще может быть не закончен переход на схему TN-C-S. В этом случае расщепление PEN проводника в распределительном электрическом щитке дома не будет выполнено. Поэтому розетки подключены только фазным проводом L и рабочим нулем N без защитного РЕ-проводника.

Глядя на картинку можно понять, что длина кабельных линий от обмоток трансформаторной подстанции до конечной розетки состоит из нескольких участков и может в среднем иметь протяженность в сотни метров. В приведенном примере участвуют три кабеля, два распределительных щита с коммутационными аппаратами и несколько мест подключения. На практике же, имеется значительно большее количество соединительных элементов.

Такой участок имеет определенное электрическое сопротивление и вызывает потери и падение напряжения даже при правильном и надежном монтаже. Это значение регламентировано техническими нормативами и определяется при составлении проекта производства работ.

Любые нарушения правил сборки электрических схем вызывают его увеличение и создают несбалансированный режим работы, а в отдельных ситуациях и аварии в системе. По этой причине участок от обмотки трансформаторной подстанции вплоть до розетки в квартире подвергают электрическим измерениям и анализируют полученные результаты для корректировки технического состояния.

Вся протяженность смонтированной цепочки от розетки до обмотки трансформатора напоминает обыкновенную петлю, а поскольку она образована двумя токопроводящими магистралями фазы и нуля, то так и называется - петля фазы и нуля.

Более наглядное представление о ее формировании дает следующая упрощенная картинка, в которой более детально показан один из способов прокладки проводов внутри квартиры и прохождение токов по ней.

Здесь для примера показан включенный автоматический выключатель АВ, расположенный внутри электрического квартирного щитка, контакты распределительной коробки, к которым подсоединяются провода кабеля и нагрузка в виде лампочки накаливания. Через все эти элементы протекает ток в обычном режиме эксплуатации.

Принципы измерения сопротивления петли фаза-ноль

Как видим, к розетке по проводам подводится напряжение от понижающей обмотки трансформаторной подстанции, создающей протекание тока через лампочку, подключенную в розетку. При этом какая-то часть напряжения теряется на сопротивлении проводов подводящей магистрали.

Соотношения между сопротивлением, током и падением напряжения на участке цепи описывает знаменитый закон Ома.

Только надо учесть, что у нас не постоянный ток, а переменный синусоидальный, который характеризуется векторными величинами и описывается комплексными выражениями. На его полную величину влияет не одна активная составляющая сопротивления, а и реактивная, включающая индуктивную и емкостную части.

Эти закономерности описываются треугольником сопротивлений.

Электродвижущая сила, вырабатываемая на обмотке трансформатора, создает ток, который образует падение напряжения на лампочке и проводах схемы. При этом преодолеваются следующие виды сопротивлений:

активное у нити накала, проводов, контактных соединений;

индуктивное от встроенных обмоток;

емкостное отдельных элементов.

Основную долю полного сопротивления составляет активная часть. Поэтому во время монтажа схемы для приближенной оценки допускают его замер от источников постоянного напряжения.

Полное же сопротивление S участка петли фаза-ноль с учетом нагрузки определяют следующим образом. Вначале узнают величину ЭДС, создаваемую на обмотке трансформатора. Ее значение точно покажет вольтметр V1.

Однако, доступ к этому месту обычно ограничен, а выполнить такой замер невозможно. Поэтому делается упрощение — вольтметр вставляется в контакты гнезда розетки без нагрузки и фиксируется показание напряжения. Затем:

фиксируются показания приборов;

выполняется расчет.

Выбирая нагрузку необходимо обратить внимание на ее:

стабильность во время проведения замеров;

возможность выработки тока в схеме порядка 10÷20 ампер, ибо при меньших значениях дефекты монтажа могут не проявиться.

Величину полного сопротивления петли с учетом подключенной нагрузки получают делением величины Е, замеренной вольтметром V1, на ток I, определенный амперметром А.

Z1 = Е/ I = U1/I

Полное сопротивление нагрузки вычисляется делением падения напряжения ее участка U2 на ток I.

Теперь остается только исключить сопротивление нагрузки Z2 из рассчитанной величины Z1. Получится полное сопротивление петли фаза-ноль Zп. Zп=Z2-Z1.

Технологические особенности замера

Любительскими измерительными приборами точно определить значение сопротивления петли практически невозможно из-за больших величин их погрешности. Работу надо выполнять амперметрами и вольтметрами повышенного класса точности 0,2, а они, как правило, используются только в электротехнических лабораториях. К тому же требуют умелого обращения и частых сроков проведения поверок в метрологической службе.

По этой причине замер лучше доверить специалистам лаборатории. Однако, они, скорее всего, будут использовать не единичные амперметр и вольтметр, а специально созданные для этого высокоточные измерители сопротивления петли фаза-ноль.

Рассмотрим их устройство на примере прибора, названного измерителем тока короткого замыкания типа 1824LP. Насколько корректен этот термин судить не будем. Скорее всего он использован маркетологами для привлечения покупателей в рекламных целях. Ведь этот девайс не способен измерять токи коротких замыканий. Он только помогает их рассчитывать после замеров при нормальном режиме эксплуатации сети.

Измерительный прибор поставляется вместе с проводами и наконечниками, уложенными внутрь чехла. На его лицевой панели расположена одна кнопка управления и дисплей.

Внутри полностью реализована электрическая схема замера, исключающая лишние манипуляции пользователя. Для этого он снабжен нагрузочным сопротивлением R и измерителями напряжения и тока, подключаемого нажатием кнопки.

Элементы питания, внутренней платы и гнезда для подключения соединительных проводов показаны на фотографии.

Подобные приборы подключаются щупами проводов к розетке и работают в автоматическом режиме. Часть из них обладает оперативной памятью, в которую заносятся результаты измерений. Их можно последовательно просмотреть через какое-то время.

Технология замера сопротивления автоматическими измерителями

На подготовленном для работы приборе устанавливают соединительные концы в гнезда и с обратной стороны подключают их к контактам розетки. Измеритель сразу автоматически определяет величину напряжения и выводит ее на дисплей в цифровом виде. В приведенном примере она составляет 229,8 вольта. После этого нажимают на кнопку переключения режимов.

Прибор замыкает внутренний контакт для подключения сопротивления нагрузки, создающего ток более 10 ампер в сети. После этого происходит замер тока и расчеты. Величина полного сопротивления петли фаза-ноль выводится на дисплей. На фотографии она равна 0,61 Ома.

Отдельные измерители во время работы используют алгоритм расчета тока короткого замыкания и дополнительно выводят его на дисплей.

Места выполнения замеров

Показанный двумя предыдущими фотографиями метод определения сопротивления полностью применим к схемам электропроводки, собранным по устаревшей системе TN-C. Когда в проводке присутствует РЕ-проводник, то необходимо определять его качество. Это делается подключением проводов прибора между контактом фазы и защитного нуля. Других отличий метода нет.

Электрики не только оценивают сопротивление петли фаза-ноль на конечной розетке, но часто эту процедуру необходимо выполнять на промежуточном элементе, например, клеммнике распределительного шкафа.

У трехфазных систем электроснабжения проверяют состояние цепи каждой фазы по отдельности. Через любую из них может когда-нибудь потечь ток короткого замыкания. А как они собраны покажут измерения.

Зачем выполняется замер

Проверка сопротивления петли фаза-ноль проводится с двумя целями:

1. определение качества монтажа для выявления слабых мест и ошибок;

2. оценка надежности работы выбранных защит.

Выявление качества монтажа

Метод позволяет сравнить измеренную реальную величину сопротивления с расчетной, допускаемой проектом при планировании работ. Если прокладка электропроводки выполнялась качественно, то замеренная величина будет соответствовать требованиям технических нормативов и обеспечит условия безопасной эксплуатации.

Когда расчетное значение петли неизвестно, а реальное замерено, то можно обратиться к специалистам проектной организации для выполнения расчетов и последующего анализа состояния сети. Второй путь — самостоятельно попробовать разобраться в таблицах проектировщиков, но это потребует инженерных знаний.

При завышенном сопротивлении петли придется искать брак в работе. Им может быть:

грязь, следы коррозии на контактных соединениях;

заниженное сечение проводов кабеля, например, использование 1,5 квадрата вместо 2,5;

некачественное выполнение скруток, изготовленных уменьшенной длиной без сварки концов;

использование материала для токоведущих жил с повышенным удельным сопротивлением;

другие причины.

Оценка надежности работы выбранных защит

Задача решается следующим образом.

Мы знаем величину номинального напряжения сети и определили значение полного сопротивления петли. При возникновении металлического короткого замыкания фазы на ноль по этой цепочке потечет ток однофазного КЗ.

Его величина определится по формуле Iкз=Uном/Zп.

Рассмотрим этот вопрос для значения полного сопротивления, например, в 1,47 Ом. Iкз=220 В/1,47Ом=150А

Такую величину мы определили. Теперь остается по ней оценить качество выбора номиналов защитного автоматического выключателя, установленного в эту цепочку для ликвидации аварий.

Допустим, что в электрощитке установлен автоматический выключатель класса «С» с номинальным током 16 ампер и кратностью 10. Для него ток отключения КЗ электромагнитным расцепителем должен быть не менее, чем рассчитанный по формуле: I=1,1х16х10=176 А. А мы рассчитали 150 А.

Делаем 2 вывода:

1. Ток работы электромагнитной отсечки меньше, чем может возникнуть в схеме. Поэтому отключения автоматического выключателя от нее не будет, а произойдет только работа теплового расцепителя. Но его время превысит 0,4 секунды и не обеспечит безопасность — высока вероятность возникновения пожара.

2. Автоматический выключатель установлен неправильно и подлежит замене.

Все перечисленные факты позволяют понять почему профессиональные электрики уделяют особое внимание надежной сборке электрических цепей и выполняют замер сопротивления петли фаза-ноль сразу после монтажа, периодически в процессе эксплуатации и при сомнениях в правильности работы защитных автоматов.

Фаза и ноль – это потенциалы условного источника ЭДС, действующего в электрической цепи с шунтом в нагрузке.

Общие сведения

Такая цепь может быть создана шунтом или эталонным резистором в любом месте электрической сети. В результате этого можно выполнить контроль наиболее важных параметров на участках фаза – шунт – ноль, таких как:

состояние изоляции;
импеданс и его составляющие;
текущее состояние заземления;
текущие параметры контактов коммутационного оборудования;
соответствие отключаемых токов заданным значениям.

Полученные результаты измерений берутся за основу расчетов оптимальных нагрузок обследованного участка электрической сети. Если бы эти данные отсутствовали, электрическая нагрузка на проводники могла оказаться слишком большой. В результате – запредельный нагрев жил, порча изоляции и сокращение срока службы значительной по протяженности линии. Это в лучшем случае. Поскольку замыкание и пожар нередки в таких ситуациях. При одном и том же шунте точки фазы и нуля могут быть выбраны (удалены от него) в зависимости от количества элементов электросети.

И наоборот, если абстрагироваться от фазы и нуля применительно к шунту. Помимо проводников так можно охватить проверяемые коммутаторы и заземления. Хотя всегда можно расчетным путем определить искомые параметры они не смогут учесть старение изоляции, а также воздействие окружающей среды. Поэтому измерения дают наиболее полное отображение текущего состояния электросети.

При формировании петли необходимо либо исключать, либо отключать устройства защитного отключения. Если токи утечки, которые могут вызвать измерения, приведут к срабатыванию УЗО, результаты получатся некорректными.

Измерения в петлях фаза – ноль обычно делаются:

перед использованием вновь построенной электросети;
перед использованием электросети, прошедшей капитальный или иной вид ремонта;
после замены оборудования;
в соответствии с имеющимся планом испытаний;
в общем не реже 1 раза в шесть лет в обычных электросетях и не реже одного раза в два года в электросетях взрывоопасных объектов.

Как делаются измерения в петле

Наиболее распространенными являются три способа выполнения измерений:

получают данные для расчетов по падению напряжения. Вместо нагрузки, которую отключают, присоединяется специальное (эталонное) сопротивление с известными характеристиками.
Используются данные измерения силы тока с использованием шунта. Он устанавливается в определенном месте электросети соответственно заданным параметрам.
Вместо существующего напряжения, которое отключается, подается пониженное напряжение от трансформатора. Провод фазы замыкается на корпусе того элемента электросети, который выбран для создания петли. Используются данные амперметра и вольтметра, которыми выполняются измерения, которые затем обрабатываются.

Из трех перечисленных способов расчеты на основе падения напряжения наиболее распространены по причине того, что этот способ самый простой. Если при этом замере контрольное сопротивление присоединить максимально удаленно от точек фазы и нуля можно охватить наибольшее количество элементов электросети и получить их необходимые характеристики. Сначала делаются замеры напряжения с ненагруженной сетью. Затем сеть нагружают с присоединенным амперметром. Показания приборов используются в расчетах сопротивления петли, поскольку оно составляет доли Ома. Полученные результаты заносятся в протокол.

В настоящее время для обработки данных, содержащих результаты измерений петли фаза – ноль, можно использовать специализированные компьютерные программы. Например, СОНЭЛ, которая работает в среде Windows 2000 Service Pack 4 и выше. Программа также формирует протокол стандартной формы. Пример подобного протокола показан ниже.

Специальные измерительные приборы

Учитывая важность результатов измерений в петле и востребованность таковых, на рынке измерительных приборов представлены специальные модели. Чаще других применяются:

М-417. Это стрелочный прибор, основанный на мостовой измерительной схеме, которая постоянно калибруется. Этим прибор в основном и неудобен. Зато надежен и долговечен. Работает без снятия напряжения величиной до 380 В.

MZC-300 (производство фирмы Sonel). Современный прибор с цифровой обработкой измеряемых параметров и отображением их на дисплее. Для измерений в диапазоне напряжения до 250 В применяется контрольное сопротивление 10 Ом.

ИФН-200. Работает под напряжением до 250 В, может использоваться как тестер. Но при замерах петли фаза – ноль диапазон измеряемых прибором значений сопротивления лежит ниже 1000 Ом.

ТС-20 (производство фирмы Sonel). Прибор с большим функционалом как измерений в однофазных и трехфазных электросетях, так и обработки их результатов.

Измерения параметров петли фаза – ноль современными цифровыми приборами очень проста. Щупы присоединяются к местам-контактам, которые необходимо предварительно зачистить наждаком или напильником для минимизации контактного сопротивления. После этого нажимается та или иная кнопка на панели прибора, соответственно поставленной задаче. На табло получается результат. Как правило, результаты можно запомнить и обработать.

Современные приборы и программное обеспечение существенно упрощают и ускоряют измерения в петле фаза – ноль. К тому же результаты получаются более точными.

Здравствуйте уважаемые посетители сайта "Помощь электрикам" Тема нашего разговора сегодня это замер сопротивления петли фаза ноль

1. Вводная часть.

Настоящая методика «Измерение сопротивления петли «фаза-нуль» распространяется на измерения в электроустановках 0,4кВ всех типов заземления нейтрали.

В электроустановках напряжением ниже 1000В с глухозаземлённой и изолированной нейтралью защита участков сети осуществляется автоматическими выключателями реагирующими на сверхток, как основной параметр аварийного состояния электроустановки (ПУЭ гл.1.7). В электроустановках с изолированной нейтралью участки сети могут дополнительно защищаться устройствами защитного отключения (УЗО), реагирующими на сверхток, устройствами контроля изоляции и т.п. В электроустановках с глухозаземлённой нейтралью УЗО также могут применяться для защиты розеточных групп зданий, при условии, что к этим розеткам могут быть подключены переносные электроприборы.

Для проверки временных параметров срабатывания защитных устройств реагирующих на сверхток (автоматических выключателей) проводится измерение полного сопротивления петли «фаза-нуль» или токов однофазных замыканий. Работа устройств защитного отключения проверяется другим образом.

Полное сопротивление петли «фаза-нуль», и, соответственно, ток однофазного замыкания будет зависеть в основном от нескольких факторов:

· характеристик силового трансформатора;

· сечения фазных и нулевых жил питающего кабеля или воздушной линии (ВЛ);

· контактных соединений в цепи.

Проводимость фазных и нулевых проводников на практике можно не только определить, но и измерить, кроме того, расчётное определение проводимости, в стадии проектирования электроустановки может исключить множество проектных ошибок.

Согласно ПУЭ проводимость нулевого рабочего должна быть не ниже 50% проводимости фазных проводников, в необходимых случаях она может быть увеличена до 100% проводимости фазных проводников. Проводимость нулевых защитных проводников должна соответствовать требованиям главы 1.7 ПУЭ:

«1.7.126. Наименьшие площади поперечного сечения защитных проводников должны соответствовать табл. 1.

Площади сечений приведены для случая, когда защитные проводники изготовлены из того же материала, что и фазные проводники. Сечения защитных проводников из других материалов должны быть эквивалентны по проводимости приведенным».

После экспериментального определения сопротивления петли «фаза - нуль» производится расчётная проверка тока короткого замыкания и сравнение полученного тока с током срабатывания автоматического выключателя или другого устройства, защищающего данный участок сети. При прямых измерениях однофазных токов короткого замыкания время срабатывания защитных аппаратов определяется по измеренной величине этого тока.

2. Требования к погрешности измерений.

В соответствии с ГОСТ Р МЭК 61557-3-2006 максимальная погрешность измерительной аппаратуры применяемой для измерение сопротивления петли «фаза-нуль» в пределах диапазона измерений не должна превышать ±30% измеренного значения.

3. Средства измерений и требования к ним.

Измерительная аппаратура при использовании по назначению согласно ГОСТ Р МЭК 61557-1-2006 не должна подвергать опасности людей, домашний скот или имущество. Кроме того, измерительная аппаратура с дополнительными функциями, не подпадающими под действие стандартов серии МЭК 61557, также не должна создавать опасности для людей, домашнего скота или имущества.

Измерительная аппаратура должна также соответствовать требованиям МЭК 61010-1, если иные требования не установлены настоящим стандартом.

Если в измерительной аппаратуре предусмотрена индикация наличия напряжения на ее измерительных зажимах, то должна быть и индикация о нахождении сети под напряжением и о правильности подключения защитного и потенциального проводников.

Конструкция зажимов должна обеспечивать надежное присоединение зонда к измерительной аппаратуре и не допускать его случайного прикосновения к частям, находящимся под напряжением.

Конструкцией измерительной аппаратуры должна быть предусмотрена двойная или усиленная изоляция (класс защиты II).

Конструкцией измерительной аппаратуры должна быть обеспечена степень загрязнения 2 по МЭК 61010-1.

Конструкцией измерительной аппаратуры должна быть обеспечена категория перенапряжения II (см. МЭК 61010-1, приложение J).

Конструкцией измерительной аппаратуры с питанием от распределительной сети должна быть обеспечена категория перенапряжения III (см. МЭК 61010-1, приложение J).

Согласно ГОСТ Р МЭК 51557-3-2006 дополнительно к измерительной аппаратуре прилагаются следующие требования:

Если при подключении нагрузочного устройства возникают переходные процессы в распределительной сети, погрешность в рабочих условиях применения не должна превышать установленных пределов в результате воздействия переходных процессов.

Если при калибровке для обеспечения нулевого смещения используют внешние сопротивления, то это должно быть указано в нормативных документах на измерительную аппаратуру.

Нулевое смещение должно поддерживаться в течение времени, указанного в нормативных документах на измерительную аппаратуру, независимо от любых изменений в ее диапазоне измерений или функционировании.

Напряжение в точках измерения испытуемой цепи не должно превышать аварийного значения 50 В. Это может достигаться автоматическим отключением при возникновении аварийного напряжения, превышающего 50 В, в соответствии с МЭК 61010-1.

Измерительная аппаратура должна выдерживать без повреждений, создающих опасность для пользователя, подключение к распределительной сети напряжением, равным 120 % номинального напряжения распределительной сети, на которое была рассчитана данная измерительная аппаратура. Защитные устройства при этом не должны срабатывать.

Измерительная аппаратура должна выдерживать без повреждений, создающих опасность для пользователя, случайное подключение к распределительной сети напряжением, равным 173 % номинального напряжения, в течение 1 мин. Защитные устройства при этом могут срабатывать.

При выполнении измерений применяют средства измерений, приведенные в таблице 2.

Что касается меня то я использую старенький М-417 и современные ЕР-180 и MPI-511

Метрологические характеристики указанных выше приборов, копии сертификатов на соответствие их указанным типам и право эксплуатации на территории Российской Федерации а также правила их эксплуатации и безопасности при их применении приводятся в копиях заводских паспортов. Копии прилагаются.

4. Методы измерений.

Проверка производится одним из следующих способов:

· непосредственным измерением тока однофазного замыкания на корпус или нулевой защитный проводник;

· измерением полного сопротивления цепи фаза — нулевой защитный проводник с последующим вычислением тока однофазного замыкания;

· кроме того проверку можно производить расчетом по формулам:

Zпет = Zп + Zт/3

где Zп - полное сопротивление проводов петли фаза - нуль,

Zт - полное сопротивление питающего трансформатора.

По полному сопротивлению петли фаза - нуль определяется ток однофазного КЗ на землю:

Iк = Uф/ Zпет

Если расчёт показывает, что ток однофазного замыкания на землю на 30% превышает допустимый ток (допустимым считается ток, величина которого достаточна для срабатывания защитного аппарата в требуемый временной промежуток), то можно ограничиться расчётом. В противном случае должны быть проведены замеры полного сопротивления петли «фаза - нуль».

Значения Zт для различных силовых трансформаторов приведены в таблице 3.

Таблица 3.

Кроме того на основании пунктов 3.1.9 - 3.1.12 ПУЭ можно составить таблицу наименьших допустимых кратностей тока однофазного замыкания на землю относительно номинальных уставок защитных устройств.

Таблица 4.

Следует отметить, что при расчете не учитываются сопротивления ошиновки от трансформатора до автоматического выключателя и самого выключателя. Однако практически ошибка здесь невелика и компенсируется тем, что в расчете производится арифметическое, а не геометрическое сложение составляющих.

5. Требования безопасности.

Перед проведением измерений необходимо провести организационно-технические мероприятия.

Для каждого конкретного используемого вида измерительного средства проводить измерения в соответствие с требованием руководства по эксплуатации в части безопасного проведения измерений.

К работе с приборами допускаются лица, ознакомленные с устройством приборов и порядком работы с ним, имеющие группу по электробезопасности не ниже 3.

— заменять предохранители в приборе, подключенном к измеряемой цепи;

— измерять прибором напряжение выше 250В;

— нажимать кнопку «START» перед включением прибора в сеть.

Если прибор находился в условиях отличных от рабочих его выдерживают в рабочих условиях не менее 2ч.

При работе с прибором М417 следует соблюдать следующие правила:

— прибор заземлению не подлежит;

— с прибором должно работать не менее двух человек.

— прибор необходимо подключать при отключенном питающем напряжении, контролируемого участка сети.

Кроме того в своей работе следует руководствоваться «Инструкцией по охране труда №80 при проведении электрических испытаний и измерений», действующей на МП «Водоканал города Рязани».

6. Требования к квалификации персонала.

К проведению измерений допускаются лица электротехнического персонала, достигшие 18-летнего возраста, прошедшие медицинское освидетельствование, специальную подготовку и проверку знаний и требований, Межотраслевых правил по охране труда при эксплуатации электроустановок (МПБЭЭ) в объеме раздела 5.

Персонал должен быть ознакомлен с данной методикой.

7. Условия измерений.

Измерение сопротивления петли «фаза - нуль» следует производить при положительной температуре окружающего воздуха, в сухую, спокойную погоду.

Атмосферное давление особого влияния на качество проводимых испытаний не оказывает, но фиксируется для занесения данных в протокол.

Влияние нагрева проводников на результаты измерений:

Следует учитывать повышение сопротивления проводников, вызванное повышением температуры.

Когда измерения проведены при комнатной температуре и малых токах, чтобы принять в расчет повышение сопротивления проводников в связи с повышением температуры, вызванного током замыкания, и убедиться для системы TN в соответствии измеренной величины сопротивления петли «фаза—нуль» требованиям таблицы 5, может быть применена нижеприведенная методика.

Считают, что требования таблицы 5 выполнимы, если петля «фаза—нуль» удовлетворяет следующему уравнению

Если измеренная величина сопротивления петли «фаза—нуль» превышает 2 U0/3Iа, более точную оценку соответствия требованиям таблицы 5 можно сделать путем измерения величины сопротивления петли «фаза—нуль» в следующей последовательности:

· сначала измеряют сопротивление петли «фаза—нуль» источника питания на вводе электроустановки Ze;

· измеряют сопротивление фазного и защитного проводников сети от ввода до распределительного пункта или щита управления;

· измеряют сопротивление фазного и защитного проводников от распределительного пункта или щита управления до электроприемника;

· величины сопротивлений фазного и нулевого защитного проводников увеличивают для учета повышения температуры проводников при протекании по ним тока замыкания. При этом необходимо учитывать величину тока срабатывания аппаратов защиты;

· эти увеличенные значения сопротивления добавляют к величине сопротивления петли «фаза—нуль» источника питания Ze и в результате получают реальную величину Zs в условиях замыкания.

8. Подготовка к проведению измерений.

Согласно ПУЭ в электроустановках до 1000В с глухозаземлённой нейтралью с целью обеспечения автоматического отключения аварийного участка проводимость фазных и нулевых рабочих и нулевых защитных проводников должна быть выбрана такой, чтобы при замыкании на корпус или на нулевой проводник возникал ток короткого замыкания, который обеспечивает время автоматического отключения питания не превышающего значений, указанных в таблице 5.

Таблица 5

Наибольшее допустимое время защитного автоматического

отключения для системы TN

Номинальное фазное напряжение u 0 , В	Время отключения, с



Более 380

Приведенные значения времени отключения считаются достаточными для обеспечения электробезопасности, в том числе в групповых цепях, питающих передвижные и переносные электроприемники и ручной электроинструмент класса 1.

В цепях, питающих распределительные, групповые, этажные и др. щиты и щитки, время отключения не должно превышать 5 с.

Допускаются значения времени отключения более указанных в таблице 5, но не более 5 с в цепях, питающих только стационарные электроприемники от распределительных щитов или щитков при выполнении одного из следующих условий:

1) полное сопротивление, защитного проводника между главной заземляющей шиной и распределительным щитом или щитком не превышает значения, Ом:

50 × Z ц /U 0 ,

где Z ц — полное сопротивление цепи «фаза-нуль», Ом;

U 0 — номинальное фазное напряжение цепи, В;

50 — падение напряжения на участке защитного проводника между главной заземляющей шиной и распределительным щитом или щитком, В;

2) к шине РЕ распределительного щита или щитка присоединена дополнительная система уравнивания потенциалов, охватывающая те же сторонние проводящие части, что и основная система уравнивания потенциалов.

Для расчёта тока однофазного КЗ по результатам измерения сопротивления петли «фаза- нуль» используют следующую формулу:

Z= U/I,

где Z— измеренное сопротивление петли «фаза—нуль», Ом;

U — измеренное напряжение сети, В;

I — рассчитанный ток однофазного КЗ, А..

По рассчитанному току однофазного КЗ определяют пригодность аппарата защиты установленного в цепи питания электроприёмника.

В системе IT время автоматического отключения питания при двойном замыкании на открытые проводящие части должно соответствовать табл. 6.

Таблица 6.

Наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения для системы IT

Номинальное линейное напряжение U0, В	Время отключения, с

Более 6600,8

Для определения времени отключения аппарата защиты после измерения сопротивления петли «фаза-нуль» и расчёта тока однофазного КЗ необходимо использовать времятоковые характеристики данного аппарата.

Если в проверяемой цепи имеются выключатели УЗО, то на время измерения сопротивления их следует обойти при помощи мостов (обводов). Нужно помнить, что таким образом производятся изменения в измеряемой цепи и результаты могут несколько отличаться от действительности. Каждый раз после измерений следует удалить изменения, проведенные на время измерений, и проверить работу выключателя УЗО.

Рисунок 1. Измерение сопротивления петли «фаза-нуль» методом шунтирования УЗО.

При использование стрелочного прибора типа М 417, необходимо установить его на горизонтальную поверхность, чтобы избежать дополнительных составляющих погрешности.

Кроме того, необходимо обеспечить надежный контакт в месте присоединения зажимов прибора к испытываемому оборудованию.

9. Выполнение измерений.

9.1.Измерение сопротивления петли «фаза-нуль» прибором М-417.

Измерения производятся в строгом соблюдении с инструкцией на используемый прибор.

Подготовка и порядок работы с прибором М-417:

· установить М-417 на горизонтальную поверхность.

· обесточить проверяемый участок цепи и присоединить один из проводов прибора к корпусу испытуемого электрооборудования (РЕ-проводник), а второй к фазному проводу (провод следует отключить от нагрузки, для того, чтобы нагрузка не вносила помехи в результат измерений).

· включить сеть, при этом должна загореться сигнальная лампа «Z=», если последняя не загорается, измерение производитьзапрещается .

· нажать кнопку «проверка калибровки»

· ручкой «калибровка» установить указатель на нуль.

· нажать кнопку «измерение» и произвести отсчёт по шкале прибора(при сопротивлении цепи «фаза нуль» больше 2 Ом загорается сигнальная лампа «Z> 2 Ом», если сигнальная лампа не загорается — произвести отсчёт по шкале прибора).

· сопротивление цепи «фаза - нуль» равно показанию прибора за вычетом сопротивления соединительных проводов (0,1 Ом).

· произвести измерения для остальных двух фаз нагрузки.

9.2. Измерение сопротивления петли «фаза-нуль» прибором ЕР-180.

Прибор позволяет проводить измерения как по трехпроводной (в электророзетках), так и по двухпроводной (в электророзетках и на электроустановках) схеме.

В первом случае вилку прибора вставляют в розетку. Отсутствие свечения зеленого индикатора «L» свидетельствует о неправильном подключении проводников в розетке, либо об отсутствии нулевого защитного проводника. При проведении измерений в розетках с «зеркальным» расположением контактов нулевого защитного проводника следует перевернуть вилку прибора на 180̊ и убедиться в наличии свечения зеленого индикатора.

Далее считываем с экрана прибора величину измеряемого напряжения U L—N или U L—PE, в зависимости от положения переключателя. Нажимаем кнопку «Старт» и, удерживая ее считываем с прибора величину сопротивления цепи L-PE.

Поскольку в сети существуют помехи от изменяющейся нагрузки, рекомендуется провести несколько измерений и усреднить результат.

Во втором случае к вилке подключается адаптер, входящий в комплект прибора. Выводы адаптера имеют щупы с подпружиненной изоляционной втулкой. Щуп с желто-зеленой маркировкой подключают к нулевому рабочему или нулевому защитному проводнику. Второй проводник подключают к одной из фаз питающей сети. При этом должен светиться зеленый индикатор. Прикасаются пальцем к сенсору на нижней стороне прибора. Свечение красного индикатора свидетельствует о том, что щуп с желто-зеленой маркировкой подключен не к нулевому проводу.

Считываем с прибора величину напряжения. Нажимаем кнопку «Старт» и удерживая ее считывают величину сопротивления цепи L-PE или L-N в зависимости от подключения.

Для уточнения результата из измеренной величины вычитают величину сопротивления адаптера 0,05 Ом.

9.3. Измерение сопротивления петли «фаза-нуль» прибором MPI-511 .

Для проведения измерения параметров петли короткого замыкания в цепи L-N или L-L необходимо:

— поворотный переключатель функции установить в положение U L—N,L—L ,Z L—N,L—L

— измерительные провода подключить согласно рис.2,3

ГОТОВО, нажать кнопку START

Надпись ГОТОВО информирует о том, что напряжение на клеммах измерителя L и N находится в диапазоне, в котором можно выполнить измерения. В противном случае отображается надпись L-N. Если температура внутри измерителя возрастает выше допустимой

На том же самом месте появляется символ.

Результат измерений будет выглядеть следующим образом:

Рис.4. Отображение информации на дисплее при измерении параметров петли короткого замыкания

Прибор MPI-511 позволяет проводить измерения сопротивления петли короткого замыкания без изменений в сети с выключателями дифференцированного тока с расчетным током не ниже 30 мА.

Для проведения измерения сопротивления петли короткого замыкания в цепи L-PE с выключателем УЗО следует:

— поворотный переключатель функций установить в положение Z L-PE RCD

— измерительные провода подключить согласно Рис.5б (провод N должен быть подключен);

— когда на экране появится надпись ГОТОВО , нажать клавишуSTART .

Измерение длится не более 32 секунд. Его можно прервать клавишей ESC .

Рис.5. Измерение напряжения и полного сопротивления в защитной цепи (L-PE)

Более подробный порядок работы с прибором MPI-511приводится в копии руководства по эксплуатации. Копия прилагается.

10. Обработка результатов.

10.1. Первичные записи рабочей тетради должны содержать следующие данные:

· дату измерений;

· температуру, влажность и давление;

· наименование, тип, заводской номер оборудования;

· номинальные данные объекта испытаний;

· результаты испытаний;

· используемую схему.

10.2. По данным испытаний и измерений производятся соответствующие расчёты и сравнения. Вычислив ток однофазного КЗ (следует отметить что MPI-511 может выдавать результат измерений уже в виде тока короткого замыкания) необходимо определить время срабатывания защитного аппарата по его времятоковой характеристике, и затем дать заключение о времени срабатывания выключателя и его соответствии требованиям ПУЭ.

Пример работы с время-токовой характеристикой автомати-ческого выключателя, выполненного в соответствии с ГОСТ Р 50345-99 представлен на рисунке 3.

Определённый (измеренный, рассчитанный) ток однофазного КЗ откладывается на времятоковой характеристике в виде вертикальной прямой линии (на рисунке - линии коричневого и синего цветов). Зона токов правее синей линии обеспечивает срабатывание автоматического выключателя со временем менее 0,4 с (зелёная стрелка). Зона токов правее коричневой кривой обеспечивает срабатывание автоматического выключателя со временем менее 5 с. Таким образом считаем, что для обеспечения требуемого времени срабатывания автоматического выключателя в пределах менее 0,4 с ток КЗ должен превышать 10Iн для автоматического выключателя с характеристикой типа С (работает электромагнитный расцепитель). Если время срабатывания автоматического выключателя должно быть не более 5 с, то в этом случае считаем, что наиболее вероятно срабатывание обратнозависимого расцепителя, поэтому для определения зоны срабатывания необходимо пользоваться индивидуальной времятоковой характеристикой конкретного автоматического выключателя. На рисунке 3 индивидуальная времятоковая характеристика построена черной линией.

10.3. Общий порядок определения погрешности измерений.

Точность измерений зависит от метода измерений и класса точности выбранных средств измерений. Класс точности средства измерения определяется его погрешностью.

Аналогичен приведенному в статье “ Заземляющие устройства. Испытания.”

10.3.1. Методика расчета погрешности прибора ЕР-180.

Максимально возможная абсолютная погрешность прибора в рабочих условиях применения определяется по формуле:

δ max = ±(|δ o |+|δ t |+|δ M |+|δ u |+|δ k |),

δ o - основная погрешность.

При измерении напряжения δ o = ±(2%U X +2EMP), EMP = 1B.

δ o = -0,1 ±15ЕМР, ЕМР = 0,01Ом

При измерении сопротивлении цепи «фаза-нуль» в диапазоне от1,0 до 20,0 Ом

δ o = ±(15%Z X +4EMP), EMP = 0,1 Ом

δ t - погрешность обусловленная температурными условиями

При измерении напряжения

δ t = ±(2,5U X /100)(t-25)/10 (B)

δ t = ±(2,5U X /100)(21-t)/10 (B)

При измерении сопротивления цепи «фаза-нуль» в диапазоне от 0,1 до 1,0 Ом

при температуре окружающего воздуха выше 25°С определяется по формуле:

δ t = ±0,1(t-25)/10 (Ом)

при температуре окружающего воздуха ниже 21°С определяется по формуле

δ t = ±0,1(21-t)/10 (Ом)

При измерении сопротивления цепи «фаза-нуль» в диапазоне от 1,0 до 20,0 Ом

при температуре окружающего воздуха ниже 21°С определяется по формуле

δ t = ±(10Z X /100)(21-t)/10 (Ом)

при температуре окружающего воздуха выше 25°С определяется по формуле

δ t = ±(10Z X /100)(t-25)/10 (Ом)

δ M - погрешность обусловленная воздействие внешнего магнитного поля

δ M = ±0,5 δ о

δ u - погрешность обусловленная отклонением питающего напряжения

при напряжении питания более 224В

δ u = ±(5Z X /100)(U п -224)10/224

при напряжении питания менее 216В

δ u = ±(5Z X /100)(216-U п )10/216

δ k - погрешность обусловленная не синусоидальностью входного сигнала

δ k = ±0,5К Г Х Х /100,

где К Г - коэффициент не синусоидальности кривой в процентах;

Х Х - значение измеряемой величины.

Следует отметить, что в определенных условиях составляющие дополнительной погрешности могут не учитываться, поскольку ничтожно малы.

10.3.2. Методика расчета погрешности прибора МPI-511.

Следует обратиться к ГОСТ Р МЭК 61557-1- 2006 и руководству по эксплуатации.

11. Контроль погрешности результатов измерений.

Средства измерений проходят периодическую поверку в органах ЦСМ, согласно требований паспортных данных и плана утвержденного главным инженером предприятия.

Контроль за своевременным прохождением поверки средств измерений осуществляется специалистами цеха КИПиА.

12. Оформление результатов измерений.

Результаты измерений и вычислений (при необходимости) заносят в протокол (бланк прилагается), кроме того в протокол заносятся характеристики автоматических выключателей и на основании анализа результатов измерений и параметров соответствующих автоматических выключателей делается вывод о соответствии результатов измерений требованиям стандартов.

13. Нормативная литература.

1) ПУЭ изд.7. Новосибирск. Сибирское университетское издательство 2007г.

2) Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭЭП) М.ОМЕГА-Л 2006г.

3) Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок. ПОТ РМ-016-2001. РД 153-34.0-03.150-00, М.ОМЕГА-Л 2006г.

4) ГОСТ Р50571.16-2007 Электроустановки низковольтные.Часть6. Испытания. М. Госстандарт России

5) ГОСТ 12.3.019-80. Испытания и измерения электрические Общие требования безопасности. М., Издательство стандартов, 1987г.

6) РД 34.45-51.300-97. Объем и нормы испытаний электрооборудования.

7) ГОСТ Р МЭК 61557-1-2006. Сети электрические распределительные низковольтные напряжением до 1000 В переменного тока и 1500 В постоянного тока. Электробезопасность. Аппаратура для испытания, измерения или контроля средств защиты.

Материал взят с сайта

ЭЛЕКТРОлаборатория

Так же вы можете скачать полную информация на этом сайте

Вы можете приобрести полный комплект методик по измерениям и испытаниям электрооборудования до 1000В на следующей странице;

Кратко, сопротивление петли фаза-ноль измеряют для определения поведения защитных автоматов при возникновении короткого замыкания. Короткое замыкание возникает при механическом повреждении кабеля или разрушении изоляции кабеля в результате старения. В электроустановках с заземленной нейтралью нулевой проводник связан с нейтралью трансформатора. Нейтраль трансформатора объединена с контуром заземления. При замыкании фазы на фазу, на корпус или ноль получается электрическая цепь. Такую цепь называют петля фаза-ноль. При межфазном замыкании ток в контуре будет больше, чем при однофазном замыкании. Сопротивление петли фаза-ноль должно быть как можно более маленьким, тогда ток короткого замыкания в петле будет наибольшим и защита сработает быстрее. Измерение петли фаза-ноль и токов коротких фазных замыканий проводится для определения времени срабатывания защитных устройств. По полученному значению сопротивления петли фаза-ноль расчетом получают значение тока короткого замыкания. От величины тока зависит время отработки аппарата защиты. В качестве аппарата защиты обычно выступает автоматический выключатель. Время срабатывания автомата должно удовлетворять требованиям правил устройства электроустановок. Если это время не выходит за рамки 5 секунд для 380 Вольт и 0,4 секунд для 220 Вольт, то грубо защиту линии можно считать достаточной. Автоматическое отключение питания должно обеспечить защиту от поражения электрическим током при косвенных прикосновениях и коротких замыканиях. Чем быстрее сработает автоматический выключатель, тем меньшие повреждения будут нанесены людям и проводке в электроустановке, ведь при коротком замыкании мгновенно повышается значение тока, и температура проводника резко возрастает. При этом начинает плавиться и гореть изоляция. Даже нескольких секунд в простое срабатывания защиты может хватить для повреждения и возгорания десятков метров кабеля, так как от поврежденного кабеля воспламеняются соседние кабели. В последнее время при монтаже используют негорючий кабель, что помогает от возникновения пожаров, но не спасает проводку от повреждения, а помещения от задымления. При желании можно использовать и малодымный кабель, но финансовые условия не всегда позволяют это сделать. На сопротивление петли фаза-ноль влияет длинна линии, сечение проводников линии, способ соединения участков линии, качество прокладки линии, количество болтовых соединений. Вместе с проверкой самих аппаратов защиты измерение фаза-ноль дает хороший результат в обеспечении безопасности электроустановки.

© Все материалы защищены законом РФ об авторских правах и ГК РФ. Запрещено полное копирование без разрешения администрации ресурса. Разрешено частичное копирование с прямой ссылкой на первоисточник. Автор статьи: коллектив инженеров ОАО «Энергетик ЛТД»

Страница 53 из 56

§ 70. Измерение сопротивления петли фаза-нуль
В установках напряжением до 1000 В с глухим заземлением нейтрали необходимо измерять сопротивление петли фаза-нуль для наиболее удаленных и мощных приемников электроэнергии, но не менее 10% общего числа приемников электроэнергии, питаемых от одного трансформатора. Зная это сопротивление и напряжение сети, можно выбрать плавкие предохранители и уставки автоматов с тем, чтобы при замыкании фазных проводов электроустановки на части, соединенные с заземленным нулевым проводом, происходило автоматическое отключение поврежденного участка. Сопротивление петли фаза-нуль можно измерять методом амперметра и вольтметра при отключенном испытываемом оборудовании, а также с помощью специальных приборов без отключения испытываемого оборудования.
При измерении методом амперметра и вольтметра собирают схему (рис. 217). Питание на схему подают от понижающего трансформатора Тр2 (нагрузочного, сварочного или другого с соответствующим вторичным напряжением), который размещают вблизи силового трансформатора Tpl. Для образования петли фаза-нуль соответствующий фазовый провод А наиболее удаленного проверяемого электроприемника М соединяют с корпусом электроприемника перемычкой П, предварительно измерив сопротивление изоляции фазовых проводов и убедившись в хорошем ее состоянии, и включают соответствующий рубильник. Приборы выбирают класса 0,5 на пределы, соответствующие вторичному напряжению трансформатора Тр2 для вольтметра и 20-30 А для амперметра (или прибор 5 А с трансформатором тока 20-30/5 А).
Остальные электроприемники, питающиеся от той же линии, нужно отключить соответствующими коммутационными аппаратами. После этого включают рубильник Р и, установив силу тока в цепи 10-20 А, снимают показания приборов. Полное сопротивление петли фаза-нуль с учетом сопротивления обмоток питающего трансформатора.

Где U - измеренное напряжение, В; 1 - измеренный ток, A; zT - полное сопротивление трансформатора, Ом (табл. 29).
Таблица 29 Расчетные сопротивления трансформаторов (ГОСТ 11920-66 и ГОСТ 12022-66)
при однофазном коротком замыкании на стороне 400/230 В

Мощность трансформатора, кВ-А	Первичное напряжение, кВ	Полное сопротивление трансформатора, Ом

Эти данные приведены для масляных трансформаторов ТМ со схемой соединения обмоток Y/Y0.

Рис. 217 Измерение сопротивления петли фаза-нуль
Зная сопротивление петли фаза-нуль и учитывая сопротивление трансформатора, а также возможность снижения фазового напряжения в процессе эксплуатации, ток однофазного замыкания на землю

Для обеспечения надежного отключения поврежденного участка электрической сети номинальный ток плавкой вставки или ток уставки расцепителя автомата выбирают из условия /8>/nК (А), где К - коэффициент, равный не менее 3 при защите предохранителями или автоматами с тепловыми расцепителями или 1,1КР (Кр - коэффициент разброса, заданный заводом), для автоматов с электромагнитным расцепителем. При отсутствии данных по коэффициенту разброса для автоматов с электромагнитным расцепителем на ток до 100 А К равен 1,4, а на ток более 100 А - 1,25.

§ 71. Проверка состояния пробивных предохранителей

В установках напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью ставят пробивные предохранители, которые в случае пробоя с обмоток высшего напряжения на обмотки низшего напряжения в трансформаторах пробиваются, обеспечивая соединение последних с землей. Исправность пробивных предохранителей проверяют предварительным осмотром (целость фарфора, резьбовых соединений, качество заземления). Разрядные поверхности электродов должны быть чистыми и гладкими, без заусенцев и подгаров, слюдяная прокладка должна иметь общую толщину, указанную в табл. 30, причем отверстия в слоях многослойной прокладки должны совпадать. Сопротивление изоляции, измеренное мегомметром на напряжение 250 В у исправного предохранителя, должно быть не менее 5 МОм.
Таблица 30

Рис. 218. Схема измерения напряжения пробоя пробивного предохранителя
Основные данные пробивных предохранителей ПП-А/3

Для испытания пробивного предохранителя собирают схему (рис. 218) и поднимают напряжение до пробоя предохранителя. Балластное сопротивление выбирают величиной 5-10 кОм, чтобы ограничить ток при пробое предохранителя и избежать подгорания разрядных поверхностей. Если пробивное напряжение соответствует данным табл. 30, то после снижения подводимого напряжения его снова поднимают до 0,75 t/np. В случае отсутствия пробоя при этом напряжении испытание заканчивают и измеряют сопротивление изоляции пробивного предохранителя. При значительном снижении сопротивления изоляции (более чем на 30%) по сравнению с первым замером предохранитель нужно разобрать, прочистить подгоревшие разрядные поверхности и снова провести испытание в полном объеме.

Контрольные вопросы
Где используют заземляющие устройства и как их разделяют по назначению?
На каком принципе работают защитное заземление и зануление?
Дайте определение шаговому напряжению и напряжению прикосновения.
В чем опасность выноса потенциала от заземленного оборудования и подведения нулевого потенциала к этому оборудованию?
Почему недопустимо в одном помещении применять одновременно защитное заземление для одного оборудования и зануление для другого?
Какой объем работ необходимо выполнять при наладке заземляющего устройства?
Как измерить сопротивление заземлителя прибором МС-08 и методом амперметра и вольтметра?
Как проверяют сеть защитного заземления?
Для чего и как измеряют сопротивление петли фаза-нуль в сетях напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью?

Возможно, будет полезно почитать: